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Jun 04, 2023

Réduire les risques : les considérations métallurgiques de l’impression 3D

Du point de vue des matières premières, la vie manufacturière était autrefois beaucoup plus simple. Si vous travailliez dans un atelier ou une maison de fabrication, par exemple, les clients vous enverraient une impression et vous indiqueraient le nombre de pièces qu'ils souhaitent.

Du point de vue des matières premières, la vie manufacturière était autrefois beaucoup plus simple. Si vous travailliez dans un atelier ou une maison de fabrication, par exemple, les clients vous enverraient une impression, vous indiqueraient le nombre de pièces qu'ils voulaient, dans combien de temps ils en auraient besoin (généralement la semaine prochaine) et si vous aviez de la chance, un prix cible.

Là, dans le cartouche, serait répertorié 316 SS ou 6061-T6, indiquant clairement le métal dont les boulons, les supports ou les armoires doivent être fabriqués. Vous appelleriez l'aciérie locale, obtiendriez un prix, détermineriez le coût de production des pièces et enverriez votre devis. Facile.

Une fois venu le temps de fabriquer la pièce, il n’y a eu aucune préoccupation concernant des éléments tels que la résistance à la traction et la structure des grains. Le métal entré dans la machine-outil en est ressorti quelques minutes ou heures plus tard, de forme différente mais essentiellement indemne d'un point de vue métallurgique. Vous ne pouviez pas avancer trop vite ou plier trop fort, et tant que vous conserviez une copie des certificats de matériaux du fournisseur dans vos dossiers, toute défaillance du produit due à la porosité ou aux fissures de contrainte dans cinq ans était le problème de l'aciérie, pas le vôtre.

Pas plus. Alors que l'industrie de l'impression 3D se transforme d'une industrie de prototypes uniquement en une industrie de production de pièces d'utilisation finale, souvent critiques, ses praticiens se retrouvent tenus responsables de bien plus que la précision d'un produit ; ils sont également de plus en plus responsables de son intégrité structurelle.

Pensez-y : contrairement à la plupart des machines-outils CNC, où « verser sur les charbons » pour augmenter le débit peut conduire à une fraise en bout cassée ou peut-être à une pièce traversant l'atelier, augmentant la vitesse d'impression sur une machine additive à lit de poudre métallique. créera presque certainement de la porosité, un délaminage ou une contrainte résiduelle. Si vous avez de la chance, ces modes de défaillance ne généreront rien de plus qu'une pièce mise au rebut, mais ils pourraient également conduire à une défaillance critique des années plus tard.

Et alors ?

Ne vous méprenez pas. Je ne me félicite pas d’avoir reconnu ce problème potentiel. Je suis sûr que les ingénieurs médicaux, industriels et surtout aérospatiaux du monde entier sont aux prises avec cette préoccupation chaque jour, d'où l'accent strict mis sur un contrôle rigide des processus, y compris un logiciel de construction robuste, une métrologie en ligne et des procédures strictes de manipulation des matériaux. C'est également la raison pour laquelle le scanner des pièces additives critiques en vol est désormais une routine, car l'identification des défauts internes n'est possible que grâce à des tests non destructifs.

Des arguments similaires peuvent être avancés à propos des pièces en polymère, même si les enjeux sont probablement moins importants que pour les pièces en métal. Quoi qu'il en soit, le message doit être clair : si vous ou le propriétaire de votre boutique envisagez d'investir dans l'impression 3D pour le prototypage, l'outillage ou la production à faible risque et en faible volume, allez-y. Cela nécessite encore beaucoup d'apprentissage, mais apprendre est toujours une bonne chose (du moins c'est ce que maman a dit).

Mais si vous envisagez de devenir le prochain fournisseur de pièces imprimées en 3D de Boeing, Halliburton ou Johnson & Johnson, soyez prudent. Il y a des vies en jeu.